Biomimetic polydimethylsiloxane cell substrate design for enhanced in vitro cellular behavior
In vitro hücre davranışlarının gelıstırılmesı amaçlı bıyomımetık polıdımetılsıloksan hücre substratı tasarımı
- Tez No: 663467
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BORA GARİPCAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Polidimetilsiloksan, Biyomimetik, Kendiliginden düzenlenen monokatmanlar, Osteoblastlar, Indüklenmis pluripotent kök hücreler, Kardiyomiyosit farklılasması, Kornea endoteli hücreleri, Polydimethylsiloxane, Biomimetic, Self-assembled monolayer, Osteoblasts, Induced pluripotent stem cells, Cardiomyocyte differentiation, Corneal endothelial cells
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Hücre-temelli tedaviler ve toksikolojik arastırmalar, iyi tasarlanmıs, kararlı ve ayarlanabilir özellikli hücre substratı gereksinimini ortaya koymaktadır. Hücrelerin dogal mikroçevrelerinin fiziksel, topografik, kimyasal/biyokimyasal özelliklerinin taklit edilmesi, hücre-substrat arayüzeyi özelliklerini etkileyerek, hücre tepkilerini degistirebilir. Bu sebeple, bu tezin temel amacı, belirli tipteki hücrelerin in vitrodaki davranıslarını iyilestirmek için biyomimetik Polidimetilsiloksan (PDMS) substratların tasarlanmasıdır. Ilk çalısmada, osteoblastların çogalma, morfoloji, alkalen fosfataz aktivitesi ve mineralizasyonunu iyilestirmek amaçlanarak, amino asit (histidin, His; lözin, Leu) konjüge kendiliginden düzenlenen monokatmanlar (KDM) sentenlenmis; PDMS substratların bu KDMler ile kolay ve tek basamaklı yüzey modifikasyonu saglanmıstır. Ikinci çalısmada, PDMS substratlar saglıklı miyokardiyum sertligine yakın sertlikte hazırlanarak, geleneksel (aminopropiltrietoksisilan, APTES; oktadesiltrimetoksisilan, OTS) ve amino asit (His, Leu) konjüge KDMler ile modifiye edilmistir. Bu yüzeylerin indüklenmis pluripotent kök hücre davranısına ve kardiyomiyositlere farklılasmasına etkileri incelenmistir. Son çalısma, korneaya uyumlu sertlikteki PDMS substratların, kornea endotel hücre (KEH) mikroçevresi-taklidi beyaz gül taç yapragı topografisi desenleme ile kolajen IV veya hiyalüronik asit modifikasyonları ile elde edilen yüzeylerdeki iyilestirilmis KEH çogalması, morfolojisi ve artan fenotipik belirteç gösterimleri üzerine gelistirilmistir. Tüm bu sunulan yaklasımlar, PDMSin hücre substratı özelliklerini gelistirerek; hücre-temelli tedavilerde, mikroakıskan tasarımlarında, ilaç arastırmalarında ve çip üzeri organ platformlarında ümit veren araçlar haline getirmistir.
Özet (Çeviri)
Recent developments in cell-based therapies and toxicological investigations reveal the need for well-designed, stable and flexible cell substrates. Mimicking the natural cellular microenvironment by altering cell substrate properties (stiffness, topography and chemical/biochemical composition) can significantly affect cell-substrate interfacial characteristics and potentially influence cellular behavior. Hence, the main objective of this thesis is to design biomimetic Polydimethylsiloxane (PDMS) cell substrates to enhance in vitro behavior of target cell types. In the first study, simple and one-step surface modification of PDMS is successfully accomplished by the preparation of amino acid (histidine, His; and leucine, Leu) conjugated self-assembled monolayers (SAMs) for enhanced osteoblast proliferation, morphology, alkaline phosphatase activity and mineralization. In the second study, PDMS substrates with healthy myocardium-like stiffness are produced and modified with conventional [(3-aminopropyl)triethoxysilane, APTES; octadecyltrimethoxysilane, OTS] and amino acid (His, Leu) conjugated SAMs. Comparative effects of these substrates are investigated on induced pluripotent stem cell (iPSC) behavior and their differentiation into cardiomyocytes. The last study is developed by using PDMS with a cornea-friendly stiffness, corneal endothelial cell (CEC) microenvironment-mimetic white rose petal topography patterning and collagen IV or hyaluronic acid modification for enhanced CEC proliferation, morphology and increased phenotypic marker expression. All these biomimetic approaches demonstrate successful platforms to improve cell substrate properties of PDMS, rendering very promising tools for cell-based therapies, microfluidics, drug screening and organ-on-chip platforms.
Benzer Tezler
- Spongy polydimethylsiloxane preparation and its applications for soft robotics
Süngerimsi polidimetilsiloksan hazırlama ve yumuşak robotik uygulamaları
MUHAMMAD ILYAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
Assoc. prof. Dr. BİLGE BAYTEKİN
- Cam yüzeyler için fonksiyonel yüzey kaplama materyallerinin hazırlanması ve geliştirilmesi
Cam yüzeyler i̇çi̇n fonksi̇yonel yüzey kaplama materyalleri̇ni̇n hazirlanmasi ve geli̇şti̇ri̇lmesi̇
BİLGEN ARIKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENNUR DENİZ
- Biomimetic approaches for the fabrication of hollow fiber nanofiltration membranes
Biyomimetik yaklaşımlarla içi boşluklu nanofiltrasyon membran üretimi
REYHAN ŞENGÜR TAŞDEMİR
Doktora
İngilizce
2018
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Biomimetic acoustic metamaterial design for architectural applications
Mimari uygulamalar için biomimetik akustik meta-malzeme tasarımları
BEYZA YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mimarlıkİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZÜHRE SÜ GÜL
- Ateşli silahlarda rastlanan geri tepme kaynaklı ergonomik sorunlara biyomimetik tabanlı yaklaşım
Biomimetic based approach to ergonomic problems occured due to recoil in firearms
ALİ ONUR ŞAHİNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Endüstri Ürünleri TasarımıGazi ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜDAYİM BAŞAK